1、3.3 胚胎工程的应用及前景,湛江产天价牛肉 千元一斤有钱还难买,新闻,日本神户牛肉（雪花牛肉）,这就是和牛（又称日本神户牛），是当今世界公认的品质最优秀的良种肉牛，国内市场每公斤能售出2000多元人民币的天价。,如何将这种优质的牛进行快速、大量的繁殖呢？,一、利用体细胞核移植技术进行克隆。,二、利用体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术进行繁殖。,1.胚胎移植概念,将雌性动物体内的早期胚胎,或者通过其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。,体内受精（配种或人工授精）、体外受精、胚胎分割、细胞核移植得到的胚胎。,提供胚胎的具有优良遗传性状的个体
2、。,接受胚胎的个体。,同一物种、生理状态相同。,一、胚胎移植,胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。在 胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植，或体外受精等技术获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。因此，胚胎移植又是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。,2.胚胎移植的现状和意义,1)保持供体优良特性(加速育种工作和品种改良)2)节约成本费用(大量节省购买种畜的费用)；3)大规模繁殖(一胎多产)；4) 保存品种资源和保护濒危物种；5)充分发挥雌性个体的繁殖潜力,缩短供体本身的繁殖周期。,思考？1、准备移植的小牛胚胎，移植到任 何一头母牛的子宫内都能发育吗？2
3、、供体与受体之间进行胚胎移植 会不会发生免疫排斥反应？,2.胚胎移植的生理学基础,请认真阅读课本P76，思考讨论：胚胎移植的生理学基础的四点内容是什么？,同种动物的供体和受体排卵后，生殖器官的 是相同的。,生理变化,早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 状态。,游离,受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 。,免疫排斥反应,供体胚胎可与受体子宫建立正常的 和 联系，但其 不受影响。,生理,组织,遗传特性,思考与讨论:1、在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致？例如，供、受体的发情时间要一致吗？供体胚胎移入受体子宫的位置，应与在供体内的位置
4、相同或相似吗？,应对供体和受体母畜进行同期发情处理，使它们的生理条件达到同步后一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件，这是胚胎移植成功与否的关键。 位置相同或相似。,胚胎移植的实质,胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状均能保持其原来的优良特性。,3、胚胎移植的基本程序 阅读课本，思考胚胎移植的基本程序包括哪几个步骤？ P76（1）供体、受体的选择和处理（2）配种或进行人工授精（3）胚胎的收集、检查、培养或保存（4）胚胎移植（5）移植后的检查,选择及同期发情处理,超数排卵处理,配种或人工授精,胚胎收集,胚胎
5、检查,胚胎保存,胚胎移植,妊娠检查,分娩,3、胚胎移植的基本程序,（1）对供体、受体进行选择,供体：具有优良遗传性状的个体；受体： 同种的、健康和正常繁殖能力的个体处理：同期发情具体做法： 注射孕激素、 前列腺素等。,（2）超数排卵处理具体做法： 注射促性腺激素,（3）配种或人工授精,精子来源：同种具有优良遗传性状的雄性动物。,（4）胚胎的收集,在配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来。 冲卵是把母牛的卵子冲出来吗？,（5）对胚胎进行质量检查,你知道检查的目的吗？此时胚胎处于什么时期？,检查胚胎的发育状况，处于桑椹胚或囊胚,（6）胚胎的保存或移植,胚胎保存的条件是
6、什么？,-196液氮保存,（7）胚胎的移植,方法一：手术法具体做法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。方法二：非手术法将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。,（8）对受体母牛进行 是否妊娠的检查,（9）受体母牛产下胚胎移植的犊牛,选择,供体母牛,受体母牛,同期发情处理,超数排卵,供体公牛,配种,冲卵,质量检查、培养,胚胎移植,妊娠检查,分娩（胚胎移植的犊牛）,总结：,胚胎移植的基本程序,供体、受体的选择和同期发情处理,配种或进行人工授精,胚胎的收集、检查、培养或保存,胚胎移植,移植后的检查,对供体母牛做超数排卵,遗传性状优秀,健康有正常繁殖能力,同种遗传性能优秀
7、,同期发情处理,胚胎移植,超数排卵,请阅读课本P75、图3-17“胚胎移植的现状和意义”，自由思考讨论，发表自己的观点。总结出胚胎移植的意义。,4、胚胎移植的现状和意义,1)加速育种工作和品种改良；2)大量节省购买种畜的费用；3)一胎多产；4)保存品种资源和濒危物种；意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能，缩短供体繁殖周期。,13,1.下列对于优良种畜的胚胎移植的说法不正确的是（ ）A.供体母牛必须是同一物种的良种B.受体母牛必须是同一物种的良种C.供体公牛必须是同一物种的良种D.受体母牛可以是同一物种的一般健康牛,B,练习,练习,2.下列有关动物胚胎移植的叙述中，错误的是（ ）A.受孕母畜体内
8、的受精卵或胚胎均能移植B.受体母畜必须处于与供体母畜同步发情的状态C.超数排卵技术要使用一定的激素D.试管婴儿只是受精及早期卵裂过程在试管中进行,A,2,3.供体的胚胎移植到受体后，游离的胚胎在发育过程中形成胎盘与受体相连，并通过胎盘与受体的血液进行物质交换。以下说法正确的是（ ）A.受体是为供体胚胎提供发育的条件B.受体与胚胎血型应相同，否则会 发生免疫排斥反应C.受体与胚胎血液混融在一起D.胚胎心肺功能都能正常运行,A,二、胚胎分割 阅读课本，思考以下问题：（1）胚胎分割的概念（2）胚胎分割特点（3）胚胎分割的理论基础（4）胚胎分割操作过程,.切几份, 之间关系, 有什么方法, 目前主要是
9、2份, 原因 概念,.切什么时期,1.概念: 采用显微手术（机械方法）的方法将早期胚胎分割成2分胚,4分胚或8分胚,经体内或体外培养后植入受体，以得到同卵双胎或同卵多胎的技术。,2.特点： 后代具有相同的遗传物质， 因此胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。3、理论基础 动物胚胎细胞的全能性。 所以胚胎分割的时期为： 囊胚或桑椹胚。,4、选择的胚胎： 发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚。5、使用的主要仪器： 实体显微镜和显微操作仪。6、具体操作 用分割针或分割刀片将胚胎切开，吸出其中的半个胚胎，注入预先准备好的空透明带中，或直接将裸半胚移植给受体。,.还存在什么问题,.,.性别鉴定2,
10、.切什么时期,胚胎分割移植的显微操作,早期胚胎的性别鉴定1、核型分析法： 细胞遗传学方法又称为核型分析法。常采用切割胚，一半用于鉴定性别，一半用于冷冻或移植。其基本原理是取一部分细胞，先用秋水仙素处理，再固定染色，检查性染色体，根据人色体中期的谱带差异、Y染色体的大小及形态判断性别，准确率达100%。但过程复杂，且要求操作人员有丰富的经验。,胚胎性别鉴定,2、SRYPCR鉴定法：从早期胚胎中取出一个或几个卵裂球，用特异性引物扩增SRY基因，能够产生出扩增DNA片段的胚胎即为雄性，反之为雌性。再把确定性别的胚胎移植到子宫。,7、操作注意事项： 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要将内细胞团均等分割。
11、原因：内细胞团一般到囊胚阶段才出现，它是发育为胚胎本身的基础细胞，其他细胞为滋养细胞，只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。,胚胎分割的份数越多，操作的难度会越大，移植的成功率也越低。早期胚胎的体积很小，只有在显微镜下才能看到；再者，细胞数目是有限的。分割的份数越多，不但难以做到均等分割，每一份的细胞数会越少，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团细胞所受的影响会更大。因此，分割的份数越多，技术的难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。,8、胚胎分割技术的缺陷（1）刚
12、出生动物的体重偏低，毛色和斑纹还存在差异；（2）采用胚胎分割技术产生同卵多胎的可能性是有限的。,9、胚胎分割技术的应用: 为转基因技术、性别控制技术提供活胚材料。,归纳小结,提醒 试管婴儿(动物)技术为有性生殖，胚胎分割移植为无性生殖。胚胎移植是有性生殖还是无性生殖取决于胚胎是由受精卵形成的还是核移植技术形成重组细胞发育而成的。,三.胚胎干细胞,阅读课本，思考以下问题：（1）什么是胚胎干细胞？ 简称是什么？（2）胚胎干细胞的来源。（3）胚胎干细胞的特性。（4）胚胎干细胞的应用。,干细胞,干细胞是一种具有不断进行细胞增生更新能力和多项分化潜能的原始未分化细胞，是形成各种组织器官的祖宗细胞。,是由
13、早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，简称ES或EK细胞。,.,.分类,胚胎干细胞:,.特点,胚胎干细胞:内细胞团细胞原始性腺细胞,概念：由 或_中分离出来的一类细胞。简称ES或EK细胞。,早期胚胎,原始性腺,形态、功能,形态：体积小、细胞核大、核仁明显功能：具有发育的全能性，可以分化成任何一种组织。体外培养，只增殖不分化。可冷冻保存；可进行遗传改造,.全能细胞,胚胎干细胞,3.主要用途 阅读课本相关内容，说说胚胎干细胞有什么具体用途？,（1）治疗人类的某些顽症。 人类由于细胞坏死、退化或功能异常引起的疾病，如帕金森综合症、少年糖尿病和老年痴呆症等，已成为医学上尚未攻克的顽症。利用ES细胞可
14、以诱导分化形成新的组织 细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。目前，在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。,（2）培育出人造组织器官，用于器官移植 随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，还可以培育出人造组织器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。,（3）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。,诱导因子：诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。,胚胎干细胞的应用前景,.优点,1）移植ES细
15、胞修复坏死或退化部位，治愈糖尿病、肝(心)衰竭、_等病症2）ES细胞体外诱导分化，可培育_3)ES细胞在牛黄酸、丁酰环腺苷酸等诱导因子作用下可向不同类型组织细胞_,成骨不良,人造组织器官,分化,干细胞应用前景非常广阔，比如可用于细胞治疗、基因治疗、药物筛检和毒性的检测、生物体发育机制研究等。其中最吸引人的应用，是将干细胞分化成某一特定的细胞、组织，甚至器官，通过移植，使之再建起受损的组织，甚至器官。比如，将干细胞在体外分化为胰岛素细胞，注入病人胰脏中，通过增殖，构成病人新的胰岛组织，它就可以替代病人受损的胰岛组织，使依赖注射胰岛素维持生命的病人得到根治。人们预言，干细胞有可能用于治疗人类几乎所
16、有的组织坏死性或退化性疾病，它将是人类医疗史上的一次革命。,透性改变,糖蛋白减少，黏着性降低，易扩散。,无改变,水分减少，细胞萎缩，体积减少,细胞小,核体积增大，染色质收缩,正常,改变,改变,正常,无限增殖，代谢旺盛,因酶活性降低，代谢缓慢；因色素积累，影响信息交流,增殖多向分化,细胞小,正常,对供、受体母畜进行选择，并进行同期发情处理,配种或人工授精,收集胚胎,胚胎移植,对受体母畜进行是否妊娠的检查,（一）思考与探究 P811.（2）应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛？在中，为什么要用促性腺激素处理供体母牛，在促性腺激素处理供体母牛前，为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理？,答：供体公
17、、母牛应具有人类所需的优良遗传性状的个体，受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力；用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵，可以获得较多的胚胎；进行同期发情处理，才能使它们的生理条件达到同步或一致，使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。,（一）思考与探究1. （3）在右侧的流程图中，哪一步需要进行冲卵？冲卵是把母畜的卵子冲出来吗？答：第步需要进行冲卵，冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来，而不是把卵子冲出来。（4）用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义？胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为：缩短了供体本身的繁殖周期，同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量，迅速扩大良种畜群，加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换，代替活畜的引种或进出口。通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。,
